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9eGEN - Development of innovative lightweight HVDC 9-phase Brushless/Generator for Clean Sky Rotorcraft

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Una rivoluzione all’insegna dell’alta tensione potrebbe stimolare lo sviluppo di elicotteri leggeri ad alta velocità

La futura stirpe di elicotteri dotati di sistemi ad alta tensione avrà accesso a fonti di elettricità più forti, contribuendo così a una maggiore efficienza energetica e leggerezza. 9eGEN ha realizzato un modello prototipo di un generatore senza spazzola da 270 VCC: si tratta di un risultato unico nel suo genere nell’ambito dell’aviazione elettrica.

Trasporti e Mobilità

È molto probabile che gli elicotteri composti, caratterizzati dalla combinazione di un rotore principale tradizionale e rotori laterali innovativi, consolideranno il futuro della progettazione di aerogiri. L’ultima versione di una configurazione di aerogiro di questo tipo è il dimostratore ad alta velocità Racer, che è in grado di conseguire livelli di efficienza e di velocità più elevati (oltre i 400 km/h) rispetto a un aerogiro tradizionale. L’architettura composta del Racer, sviluppata nel contesto del programma Clean Sky 2, segue la scia del successo del modello X3 precedente, incorporando due eliche spingenti laterali montate sulle estremità di ali chiuse a riquadro a forma di V, pur mantenendo la capacità di decollo e atterraggio verticali degli elicotteri convenzionali.

Pensare fuori dagli schemi

Il progetto 9eGEN, finanziato dall’UE, è stato istituito per soddisfare i requisiti degli elicotteri Airbus per un generatore di energia affidabile e ad alte prestazioni, capace di indirizzare il Racer nella direzione di «Clean Sky». «La serie di criteri rigorosi ci ha aiutato a trasformare la nostra conoscenza di un generatore ad alte prestazioni e a iniziare il lavoro su soluzioni alternative. Basandoci su tre pilastri principali, ovvero alta densità, affidabilità e peso ridotto, abbiamo progettato un generatore molto compatto che ruota velocemente per aumentare la densità di potenza. La nostra unità ad alta tensione [270 VCC] dovrebbe fornire una grande quantità di energia elettrica all’interno dell’elicottero», osserva Giulia Pigozzi, esperta di sviluppo commerciale e marketing presso ASE S.p.A. azienda con sede in Italia che coordina il progetto. Le alte tensioni, ossia 270 VCC e densità di potenza elevate dei generatori, offrono diversi vantaggi: favoriscono l’attenuazione della densità della corrente elettrica nei cavi e la riduzione al minimo dei cali di tensione, permettendo così l’impiego di cavi di diametro inferiore. «Il cablaggio compatto contribuisce in larga misura all’alleggerimento complessivo del peso dell’elicottero. Non è sempre facile comprendere quanto questo peso spesso ritenuto “inutile” incida sul consumo di carburante», sottolinea Pigozzi. L’azienda ASE, facendo leva sulla sua esperienza consolidata in materia di macchinari elettrici tradizionali, ha introdotto determinati elementi conferendo un tocco di innovazione al modello di generatore. «Ad esempio, l’utilizzo di parti meccaniche ottimizzate e nuove topologie di strutture magnetiche si è rivelato un fattore determinante per il raggiungimento dei nostri obiettivi. Abbiamo persino superato le aspettative, creando gruppi elettrogeni di peso inferiore a quelli descritti nell’analisi di stima del peso iniziale. Questo processo di riduzione del peso ha rappresentato la parte più impegnativa dell’intero progetto», spiega Valerio Canegrati, ingegnere elettrico presso l’azienda ASE.

Un alto potenziale di mercato

Il progetto 9eGEN ha spronato l’azienda ASE a riesaminare alcuni concetti di produzione affermati, facendo evolvere la sua mentalità in merito alla generazione di energia nel settore aerospaziale. L’azienda ha valutato la progettazione di ogni singolo componente e migliorato processi e procedure sulla base del disegno tecnico. La maggior parte degli elementi cardine è stata convalidata con successo tramite prove di laboratorio. Inoltre, l’azienda sta attualmente rimodellando i processi interni per inserire tali soluzioni innovative nel suo attuale portafoglio di prodotti. Si prevede che le caratteristiche tecniche che contraddistinguono il sistema ad alta tensione produrranno un impatto considerevole sulla domanda futura di sistemi analoghi. Il sistema ad alta tensione ha già catturato l’interesse degli attori più importanti nel settore dell’aeronautica a livello mondiale. «Il futuro dell’aviazione consiste nel passaggio allo standard di 270 VCC, e ci proponiamo come pionieri di questa tecnologia, diventando un punto di riferimento riconosciuto globalmente», osserva Salvatore Spina, direttore delle vendite e dei programmi presso l’azienda ASE. «Questo progetto ci ha offerto un nuovo modo di considerare la generazione di energia nel mercato aerospaziale. Basti immaginare un’azienda come ASE, una PMI tipica, figurare tra le aziende più importanti e rinomate per le sue capacità tecnologiche: già questo è motivo di grande orgoglio», afferma Fausto Cosentino, direttore generale di ASE. «Il progetto spalancherà nuove porte e stiamo iniziando a ricevere i primi riscontri dal mercato.»

Parole chiave

9eGEN, ASE, 270 VCC, sistema ad alta tensione, Racer, densità di potenza, generatore senza spazzola, elicotteri composti, aeronautica, aerogiro

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